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De novo Induktion von Anaphylatoxin C5a-Rezeptoren in Hepatocyten der Ratte durch den Entzündungsauslöser Lipopolysaccharid in vivo

Vermittlung durch die Entzündungsmediatoren Interleukin-6 und -1ß

dc.contributor.advisorJungermann, Kurt Prof. Dr.de
dc.contributor.authorKoleva, Milenade
dc.date.accessioned2012-05-16T12:08:29Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:33Zde
dc.date.issued2002-08-01de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B604-Ade
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1287
dc.description.abstractIn der normalen Rattenleber werden Anaphylatoxin C5a-Rezeptoren (C5aR) ausschließlich von Nichtparenchymzellen - und zwar stark von Kupfferzellen und hepatischen Sternzellen, schwächer von sinusoidalen Endothelzellen - exprimiert, nicht jedoch von Hepatocyten. Es war bekannt, daß eine Infusion von LPS zu einer erhöhten C5aR-Expression in Lebern von Ratten und Mäusen führte. In diesen Studien wurde nicht geklärt, welcher Zelltyp vermehrt C5aR exprimiert. Daher wurde postuliert, daß der beobachtete Effekt - zumindest zum Teil - Resultat einer de novo- Expression von C5aR in Hepatocyten sein könnte. Tatsächlich löste eine in vivo-Behandlung von Ratten mit LPS, die eine Entzündungssituation simuliert, eine zeitabhängige Expression von C5aR-mRNA und -Protein in Hepatocyten aus. Zum Zeitpunkt der stärksten Protein-Expression - d.h. nach 8-10 h - waren die neu exrimierten C5a-Rezeptoren auch funktionell. RrC5a aktivierte in isolierten Hepatocyten aus LPS-behandelten Ratten im Unterschied zu Kontrolltieren direkt die Glykogen- Phosphorylase und setzte in perfundierten Lebern Prostanoid-unabhängig Glucose frei. Anders als bei Applikation in vivo- induzierte LPS in kultivierten Hepatocyten aus normaler Rattenleber keine C5aR; eine direkte Wirkung auf Hepatocyten wurde daher ausgeschlossen. Höchstgeeignete Kandidaten für die Rolle als Mediatoren der LPS-Wirkung auf Hepatocyten sind die proinflammatorischen Cytokine IL-6, IL-1ß und TNFα, die nach Aktivierung durch LPS aus zirkulierenden Monocyten/ Makrophagen aber auch aus Nichtparenchymzellen der Leber freigesetzt werden. Tatsächlich induzierte eine in vivo-Behandlung von Ratten mit IL-6 - ähnlich wie eine LPS-Behandlung, jedoch mit leicht unterschiedlicher Kinetik - eine zeitabhängigen C5aR-Rezeptor-Expression in Hepatocyten. Auch hier steigerte rrC5a direkt die Aktivität der hepatozellulären Glykogen-Phosphorylase in isolierten Zellen und Prostanoid-unabhängig die Glucose-Freisetzung in perfundierten Lebern. Anders als LPS iduzierte IL-6 auch in kultivierten Hepatocyten in vitro die Expression funktioneller C5aR. Die weiteren Cytokine IL-1ß und TNFα wurden wegen ihrer hohen Toxizität in vivo nur in in vitro-Experimenten eingesetzt: hier induzierte IL-1ß in vergleichbar starkem Maße wie IL-6 funktionelle C5a-Rezeptoren. Eine in vitro-Stimulation von Hepatocyten mit TNFα induzierte dagegen keine signifikanten Mengen C5aR-mRNA und -Protein. Die Resultate zeigen, daß Hepatocyten unter Entzündungsbedingungen funktionelle Anaphylatoxin-C5a-Rezeptoren de novo exprimieren. Möglicherweise wird dieser Effekt primär durch die aus Makrophagen wie Kupfferzellen sezernierten Entzündungsmediatoren IL-6 und IL-1ß vermittelt. Die de novo Expression von C5aR auf Hepatocyten hat entscheidende Konsequenzen für die Regulation hepatozellulärer Abwehrreaktionen wie der Freisetzung von Glucose als Energiequelle und Vorstufe für die Bildung reaktiver Sauerstoffintermediate: Sie wird unter Normalbedingungen indirekt durch Prostanoide aus Nichtparenchymzellen, unter Entzündungsbedingungen jedoch durch direkte Wirkung von C5a auf die Hepatocyten induziert. Diese Befunde unterstreichen die entscheidende Rolle von Anaphylatoxinen wie C5a für die Regulation nicht nur systemischer sondern auch hepatischer Abwehrreaktionen.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleDe novo Induktion von Anaphylatoxin C5a-Rezeptoren in Hepatocyten der Ratte durch den Entzündungsauslöser Lipopolysaccharid in vivode
dc.title.alternativeVermittlung durch die Entzündungsmediatoren Interleukin-6 und -1ßde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedDe novo induction of anaphylatoxin C5aR in rat hepatocytes by bacterial lipopolysaccharide in vivode
dc.contributor.refereeJungermann, Kurt Prof. Dr.de
dc.date.examination2001-05-03de
dc.subject.dnb000 Allgemeines, Wissenschaftde
dc.description.abstractengIn normal rat liver, anaphylatoxin C5a receptors (C5aR) are only expressed by nonparenchymal cells, mainly Kupffer cells and hepatic stellate cells, weakly by sinusoidal endothelial cells but not by hepatocytes. An up-regulation of C5aR expression in liver was observed previously after in vivo treatment of rats and mice with bacterial lipopolysaccharide (LPS). However, it was not investigated in which cell type the enhanced expression occurred. Thus, it was postulated that this enhanced expression, at least in part, might be caused by a de novo induction of C5aR on hepatocytes. Indeed, a time-dependent C5aR mRNA and protein expression in hepatocytes has been demonstrated under inflammatory conditions simulated by in vivo treatment of rats with LPS. At the time of the maximal C5aR protein expression, i.e. 8-10 h after the LPS administration, the newly expressed C5aR were also functional. In contrast to its effect on cells and livers from control animals, rat recombinant C5a (rrC5a) directly activated the glycogen phosphorylase activity in isolated hepatocytes and enhanced prostanoid independent the glucose output in perfused livers from LPS treated rats. In contrast to control to the in vivo treatment of rats, an in vitro stimulation with LPS failed to induce C5aR mRNA and protein in isolated hepatocytes from normal liver. As possible mediators, the proinflammatory cytokines IL-6, IL-1ß and TNFα, which are known to be released after LPS stimulation from monocytes /macrophages in the circulation but also from nonparenchymal liver cells, were suggested. Indeed, an in vivo treatment of rats with IL-6 led to a time-dependent C5aR expression in hepatocytes similar to this, induced by LPS administration in vivo. Even in this case, rrC5a elicited the activity of the hepatocellular glycogen phosphorylase in isolated cells as well as the prostanoid-independent glucose output in perfused livers. In contrast to control animals, in isolated HC from LPS-treated rats rrC5a directly activated the glycogen phosphorylase and enhanced prostanoid-independent the glucose output from perfused livers. Furtermore, an in vitro treatment with IL-6 induced also the expression of functional C5aR. Because of their high toxicity in vivo the influence of other cytokine like IL-1ß and TNFα was tested on isolated hepatocytes only. Similar to IL-6, the stimulation with IL-1ß led to a strong induction of functional C5aR expression. In contrast, no significant levels of C5aR mRNA and protein were detected after TNFα stimulation. The present study demonstrated that under inflammatory conditions C5a receptors are de novo expressed by hepatocytes. This up-regulation might be mediated by in terleukins IL-6 and IL-1ß released from macrophages like Kupffer cells. These results indicate that hepatocytes-specific defence reactions like short-time glucose-output, which serve both as fuel for energy-consumptive defence reactions and as an electron donor for the generation of reactive oxygen intermediates, can be differently mediated under normal and under inflammatory conditions. Under normal conditions when hepatocytes are devoid of C5aR, glucose output is stimulated by C5a indirectly via prostanoids released from Kupffer cells and hepatic stellate cells. Under inflammatory conditions, hepatocytes have been induced to express C5aR themselves and glucose output has been elicited by C5a directly without the intervention of nonparenchymal cells. These findings confirm the crucial role of anaphylatoxins like C5a for the regulation not only of systemic but also of hepatic defence reactions.de
dc.contributor.coRefereeHardeland, Rüdiger Prof. Dr.de
dc.title.alternativeTranslatedMediation by the proinflammatory cytokines interleukine-6 and -1ßde
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerC5aRde
dc.subject.gerC5ade
dc.subject.gerLeberde
dc.subject.gerHepatocytende
dc.subject.gerLPSde
dc.subject.gerIL-6de
dc.subject.gerEntzündungende
dc.subject.gerAbwehrreaktionen der Leberde
dc.subject.engC5aRde
dc.subject.engC5ade
dc.subject.engliverde
dc.subject.enghepatocytesde
dc.subject.engLPSde
dc.subject.engIL-6de
dc.subject.engInflammationde
dc.subject.engLiver defence reactionsde
dc.subject.bk42.15 Zellbiologiede
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1185-6de
dc.identifier.purlwebdoc-1185de
dc.affiliation.instituteMedizinische Fakultätde
dc.subject.gokfullWFde
dc.identifier.ppn353797731


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